JVM的位置
JVM的體系架構圖
類加載器ClassLoader
類的加載、連結和初始化（了解）
加載：查找并加載類的二進制資料
連接配接：
驗證：保證被加載的類的正确性；
準備：給類靜态變量配置設定記憶體空間，指派一個預設的初始值；-
解析：把類中的符号引用轉換為直接引用
在把java編譯為class檔案的時候，虛拟機并不知道所引用的位址；助記符：符号引用！
轉為真正的直接引用，找到對應的直接位址！
初始化：給類的靜态變量指派正确的值；
public class Test{
public static int a = 1;
}
// 1、加載 編譯檔案為 .class 檔案，通過類加載，加載到JVM
// 2、連接配接
驗證(1) 保證Class類檔案沒有問題
準備(2) 給int類型配置設定記憶體空間，a = 0；
解析(3) 符号引用轉換為直接引用
// 3、初始化
經過這個階段的解析，把1 指派給 變量 a；
類的加載 static
package com.coding.classloader;
// JVM 參數：
// -XX:+TraceClassLoading // 用于追蹤類的加載資訊并列印出來
// 分析項目啟動為什麼這麼慢，快速定位自己的類有沒有被加載！
// rt.jar jdk 出廠自帶的，最進階别的類加載器要加載的！
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(MyChild1.str2);
// 運作的結果
/**
* MyParent1 static
* MyChild1 static
* hello,str2
*/
}
}
class MyParent1{
public static String str = "hello,world";
static {
System.out.println("MyParent1 static");
}
}
class MyChild1 extends MyParent1{
public static String str2 = "hello,str2";
static {
System.out.println("MyChild1 static");
}
}
常量 final
final 常量在編譯階段的時候是放在常量池；
這個代碼中将常量放到了 Demo03 的常量池中。之後 Demo03與MyParent02 就沒有關系了
package com.coding.classloader;
// 常量
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(MyParent02.str);
}
}
class MyParent02{
public static final String str = "hello world";
static {
System.out.println("MyParent02 static"); // 這句話會輸出嗎？
}
/**
* final 常量在編譯階段的時候 常量池；
* 這個代碼中将常量放到了 Demo03 的常量池中。之後 Demo03與MyParent02 就沒有關系了
*/
}
UUID對象不在常量池内，final不會直接取值
package com.coding.classloader;
import java.util.UUID;
/**
* 當一個常量的值并非編譯期間可以确定的，那這個值就不會被方法調用類的常量池中！
* 程式運作期間的時候，回主動使用常用所在的類
*/
public class Demo04 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(MyParent04.str);
}
}
class MyParent04{
public static final String str = UUID.randomUUID().toString();
static {
System.out.println("MyParent04 static"); // 這句話會輸出嗎？
}
}
ClassLoader 分類
1、java虛拟機自帶的加載器
- BootStrap 根加載器 （加載系統的包，JDK 核心庫中的類 rt.jar）
- Ext 擴充類加載器 （加載一些擴充jar包中的類）
- Sys/App 系統（應用類）加載器 （我們自己編寫的類
2、使用者自己定義的加載器
ClassLoader，隻需要繼承這個抽象類即可，自定義自己的類加載器
雙親委派機制
雙親委派機制 可以保護java的核心類不會被自己定義的類所替代
一層一層的讓父類去加載，如果頂層的加載器不能加載，然後再向下類推
// Demo 01
// AppClassLoader 03
// ExtClassLoader 02
// BootStrap (最頂層) 01 java.lang.String rt.jar
```java
package com.coding.classloader;
// Demo01
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
Object o = new Object(); // jdk 自帶的
Demo01 demo01 = new Demo01(); // 執行個體化一個自己定義的對象
// null 在這裡并不代表沒有，隻是Java觸及不到！
System.out.println(o.getClass().getClassLoader()); // null
System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader()); // AppClassLoader
System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader().getParent()); // ExtClassLoader
System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader().getParent().getParent()); // null
// 思考：為什麼我們剛才自己定義的 java.lang.String 沒有生效？
// jvm 中有機制可以保護自己的安全；
// 雙親委派機制 ： 一層一層的讓父類去加載，如果頂層的加載器不能加載，然後再向下類推
// Demo01
// AppClassLoader 03
// ExtClassLoader 02
// BootStrap (最頂層) 01 java.lang.String rt.jar
// 雙親委派機制 可以保護java的核心類不會被自己定義的類所替代
}
}
Native方法
native : 隻要是帶了這個關鍵字的，說明 java的作用範圍達不到，隻能去調用底層 C 語言的庫！
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// java 真的可以開啟線程嗎？
// private native void start0();
new Thread().start();
}
}
程式計數器
每個線程都有一個程式計數器，是線程私有的。
程式計數器就是一塊十分小的記憶體空間；幾乎可以不計
作用： 看做目前位元組碼執行的行号訓示器；
分支、循環、跳轉、異常處理！都需要依賴于程式計數器來完成！
bipush
将 int、float、String、常量值推送值棧頂；
istore
将一個數值從操作數棧存儲到局部變量表；
iadd
加
imul
乘
方法區淵源
Method Area 方法區 是 Java虛拟機規範中定義的運作是資料區域之一，和堆（heap）一樣可以線上程之間共享！
JDK1.7之前
永久代：用于存儲一些虛拟機加載類資訊，常量，字元串、靜态變量等等。。。。這些東西都會放到永久代中；
永久代大小空間是有限的：如果滿了
OutOfMemoryError：PermGen
JDK1.8之後
徹底将永久代移除 HotSpot jvm ，Java Heap 中或者 Metaspcace（Native Heap）元空間；
元空間就是方法區在 HotSpot jvm 的實作；
方法區重要就是來存：類資訊，常量，字元串、靜态變量、符号引用、方法代碼。。。。。。
元空間和永久代，都是對JVM規範中方法區的實作。
元空間和永久代最大的差別：元空間并不在Java虛拟機中，使用的是本地記憶體！
-XX:MetasapceSize10m
棧Stack
棧和隊列都是基本的資料結構；
隊列：FIFO（First Input First OutPut）
棧的優勢：存取速度比堆快！僅次于寄存器，棧的資料是不可以共享的；
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
a();
}
// main a a a a a a a a a a a 滿
// Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
private static void a() {
a();
}
}
是以說，棧裡面是一定不會存在垃圾回收的問題的，隻要線程一旦結束，該棧就Over了。生命周期和線程一緻.
Stack原理
java棧的組成元素–`棧幀
棧（存什麼）+ 堆 + 方法區的互動圖：
棧主要是 HotSpot （指針）
堆（heap）
Java7之前：
Heap 堆，一個JVM執行個體中隻存在一個堆，堆的記憶體大小是可以調節的。
可以存的内容：類、方法、常量、儲存了類型引用的真實資訊；
分為三個部分：
- 新生區：Young （Eden-s0-s1）
- 養老區：Old Tenure
- 永久區：Perm
堆記憶體在邏輯上分為三個部分：新生、養老、永久（JDK1.8以後，叫元空間）
實體上隻有 新生、養老；元空間在本地記憶體中，不在JVM中！
GC 垃圾回收主要是在 新生區和養老區，又分為 普通的GC 和 Full GC，如果堆滿了，就會爆出 OutOfMemory；
新生區
新生區 就是一個類誕生、成長、消亡的地方！
新生區細分： Eden、s（from to），所有的類Eden被 new 出來的，慢慢的當 Eden 滿了，程式還需要建立對象的時候，就會觸發一次輕量級GC；清理完一次垃圾之後，會将活下來的對象，會放入幸存者區（），… 清理了 20次之後，出現了一些極其頑強的對象，有些對象突破了15次的垃圾回收！這時候就會将這個對象送入養老區！運作了幾個月之後，養老區滿了，就會觸發一次 Full GC；假設項目1年後，整個空間徹徹底底的滿了，突然有一天系統 OOM，排除OOM問題，或者重新開機；
Sun HotSpot 虛拟機中，記憶體管理（分代管理機制：不同的區域使用不同的算法！）
99% 的對象在 Eden 都是臨時對象；
養老區
15次都幸存下來的對象進入養老區，養老區滿了之後，觸發 Full GC
預設是15次，可以修改！
永久區（Perm）
放一些 JDK 自身攜帶的 Class、Interface的中繼資料；
幾乎不會被垃圾回收的；
OutOfMemoryError：PermGen
在項目啟動的時候永久代不夠用了？加載大量的第三方包！
JDK1.6之前： 有永久代、常量池在方法區；
JDK1.7：有永久代、但是開始嘗試去永久代，常量池在堆中；
JDK1.8 之後：永久代沒有了，取而代之的是元空間；常量池在元空間中；
堆記憶體調優
環境：HotSpot、JDK1.8；
測試一
package com.coding.oom;
/**
* 預設情況：
* maxMemory : 1808.0MB （虛拟機試圖使用的最大的記憶體量 一般是實體記憶體的 1/4）
* totalMemory : 123.0MB （虛拟機試圖預設的記憶體總量 一般是實體記憶體的 1/64）
*/
// 我們可以自定堆記憶體的總量
// -XX:+PrintGCDetails; // 輸出詳細的垃圾回收資訊
// -Xmx: 最大配置設定記憶體； 1/4
// -Xms: 初始配置設定的記憶體大小； 1/64
// -Xmx1024m -Xms1024m -XX:+PrintGCDetails
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
// 擷取堆記憶體的初始大小和最大大小
long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
System.out.println("maxMemory="+maxMemory+"(位元組)、"+(maxMemory/1024/(double)1024)+"MB");
System.out.println("totalMemory="+totalMemory+"(位元組)、"+(totalMemory/1024/(double)1024)+"MB");
}
}
測試二
package com.coding.oom;
import java.util.Random;
/*
* -Xmx8m -Xms8m -XX:+PrintGCDetails
*
* 分析GC日志：
*
* [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
* 1、GC 類型 GC：普通的GC，Full GC ：重GC
* 2、1536K 執行 GC之前的大小
* 3、504K 執行 GC之後的大小
* 4、(2048K) young 的total大小
* 5、0.0012643 secs 清理的時間
* 6、user 總計GC所占用CPU的時間 sys OS調用等待的時間 real 應用暫停的時間
*
* GC ：串行執行 STW（Stop The World） 并行執行 G1
*/
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
System.gc(); // 手動喚醒GC（），等待cpu的調用
String str = "ilovecoding";
while (true){
str += str
+ new Random().nextInt(999999999)
+ new Random().nextInt(999999999);
}
// 出現問題：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
}
}
Dump記憶體快照
在java程式運作的時候，想測試運作的情況！
使用一些工具來檢視；
1、Jconsole
2、idea debug
3、Eclipse（MAT插件）
4、IDEA（Jprofiler插件）
Jprofiler 插件
一款性能瓶頸分析插件
安裝 Jprofiler
1、IDEA安裝 JProfiler 插件
2、window上安裝 JProfiler （無腦下一步即可：注意路徑中不能有中文和空格）
3、激活
注冊碼僅供大家參考
[email protected]#23874-hrwpdp1sh1wrn#0620
[email protected]#36573-fdkscp15axjj6#25257
[email protected]#5481-ucjn4a16rvd98#6038
[email protected]#99016-hli5ay1ylizjj#27215
[email protected]#40775-3wle0g1uin5c1#0674
4、在IDEA 中綁定 JProfiler
package com.coding.oom;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
// -Xmx10m -Xms10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
public class Demo03 {
byte[] bytes = new byte[1*1024*1024]; // 1M
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 泛型：限制！
List<Demo03> list = new ArrayList<Demo03>();
int count = 0;
try {
// Error
while (true){
list.add(new Demo03());
count = count + 1;
}
} catch (Throwable e) { // Throwable 或者 Error
System.out.println("count="+count);
e.printStackTrace();
}
}
}
分析dump出來的快照，檢視異常對象；分析定位到具體的類和代碼問題！